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セルフ塾は閉めましたが、そのままの名前でブログを続けます。独学,独習。教わるより,学ぶを重視。 セルフラーニングの方法,英語,数学などの情報を発信するつもりです。

水は、固体(氷)になるとなぜ体積が増加するのか?


たいていの物質は、固体のときに体積は一番小さく、
気体のときに一番大きくなります

mizuntaiseki1.jpg

それぞれの状態を、人間の動きに喩えてみます。
固体は手をしっかりにぎった状態、
液体は、手をはなし、ゆっくりそれぞれのまわりを歩いている状態
気体は、さかんに走り回っている状態となります。
mizuntaiseki2.jpg

 だから、固体の体積がいちばん小さく、気体が大きくなるのです。

 さて、ジュースの缶を冷凍庫に入れておくと,大きくふくらんだり,悪くすると破裂してしまいます。
また,寒い地方では水道管の水が凍って管が破裂することもあります。
それは氷の体積が、水の体積より大きくなるからです。
mizuntaiseki3.jpg

 なぜ、水は、固体(氷)になると体積が増加するのでしょうか?
 上で、それぞれの状態を人間の動きにたとえました。

 たいていの物質とちがって、水は、水の固体(氷)は、図のように手を大きく広げてすきまを作るように結びつくのです。
mizuntaiseki4.jpg


そうすると、固体ではあっても場所をとりますね。

 分子の図で表すと、図のような感じです。
mizuntaiseki5.jpg

 液体の水はくっついてなく、ばらばらです。

 固体である氷は、しっかり分子通しが結びついているのですが、大きなすきまをつくるので、体積が大きくなります。
 図で分かると思います。

そのため,缶や管が破裂するのです。

次の動画もごらんください。

液体が固体になった時の体積変化-中学(81秒) NHK for school





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